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La présente invention concerne un appareil de mesure de radiations du type comprenant une chambre d'ionisation et un amplificateur à courant continu qui mesure le courant produit dans la chambre par les radiations ionisanteso
Un cas d'application de ce genre d'appareil de mesure est la mesure du flux de neutrons dans un réacteur nucléaire, ce flux constituant une mesure ''de la puissance Par mesure de sécurité, il est courant de s'arranger de façon que la sortie d'un ou de plusieurs amplificateurs actionne un circuit qui met automatiquement le réacteur à l'arrêt, quand la sortie de l'amplificateur dépasse une valeur prédéterminée correspondant à un niveau de puissance ne pouvant pas être dépassé par le réacteur.
En out@e, afi.n de s'assurer qu'une défaillance de l'appareil de mesure lui-même n'empêche pas l'arrêt du réacteur dans ce cas, 1' appareil de mesure est construit autant que possible dans le sens d'une'sécurité par défaillance", c'est-à-dire que la défaillance de l'appareil de mesure provoque, par elle-même, l'arrêt du réacteur.
Deux exemples d'amplificateurs à courant continu du type à "sécurité par défaillance" ont été décrits dans le rapport 434 présenté par R.J. Cox et A.B.
Gillespie de la Conférence de Genève de 1955 concernant les utilisations pacifi- ques de l'énergie atomique. Il reste cependant un problème, notamment celui de s'assurer que la chambre d'ionisation elle-même est en bon état de marche et que 1 e s connexions s d e polarisation et d'entrée entre la chambre et 1' amplificateur sont intactes.
Suivant la présente invention, un appareil de mesure de radiations du type comprenant une chambre d'ionisation et un amplificateur à courant continu est caractérisé en ce qu'une petite tension alternative ayant une période courte comparativement au temps de réponse de l'amplificateur est superposée à la tension de polarisation de la chambre, de sorte qu'une fraction de cette tension alterna- tive est normalement appliquée à l'entrée de l'amplificateur à courant continu via la capacité entre électrodes de la chambre , une sortie alternative amplifiée cor- respondante sortant de l'amplificateur à courant continu étant dérivée de façon à actionner un circuit subséquent, par exemple un circuit indicateur de défauts, grâ- ce à quoi ce circuit subséquent est actionné er l'absence de cette sortie alterna- tive amplifiée.
Cette sortie alternative amplifiée peut être redressée de manière à produire une tension de polarisation destinée à un circuit de coupure qui agit sur ce circuit subséquent.
.La nature de la présente invention ressortira clairement de la des - cription donnée, ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé qui représente, à moitié schématiquement,le circuit d'une forme d'exécution préférée.
Comme le dessin le montre, l'électrode intérieure 1 et l'électrode extérieure 2 d'une chambre d'ionisation sont reliées, par des conducteurs coaxiaux 3 et 4, à un amplificateur à courant continu d'un type décrit par Cox et Gillespie dans le rapport précité. En bref, cet amplificateur comprend un tube électromè- tre V1 connecté en cascade avec une paire de tubes V2 et V3 et un tube de sortie cathodyne V4. La sortie, qui est prélevée sur une prise de la résistance de catho- de de V4, cette résistance se composant de R13, R14 et R15 en série, est appliquée à un appareil de mesure M et est renvoyée d'une prise de R14 à l'extrémité inférieu- re de la résistance d'entrée R1.
Cette seconde prise est réglable de façon à met- tre l'appareil de mesure à zéroo Des diodes Dl et D2 sont connectées respectivement entre la ligne de feedback et la terre et entre la cathode de V4 et la terre, et des rails RL1 et RL2 sont connectés dans les circuits anodiques de V2 et de V3 respectivement. En*fonctionnement normal , V2 et V3 sont conducteurs et la cathode de V4 est positive par rapport à la terre. Avec une tension de polarisation posi- tive sur l'électrode 2, le potentiel de cathode de V4 diminue quand le courant d' ionisation augmente. Quand cette cathode n'atteint le potentiel de terre, D2 de- vient conducteur et déconnecte, en fait, la ligne de feedback, de sorte que V2 est coupé et RL1 est déconnecté.
Tout défaut provoquant une chute de tension de la ca-
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thode de V4 provoque aussi la coupure de RL1, tandis qu'un défaut provoquant une augmentation de la tension de cathode a pour résultat que D1 devient conducteur, de sorte que le feedback est à nouveau interrompu, V3 est coupé et RL2 déconnecté.
Les contacts de RL1 et RL2 sont mis en série avec un circuit d'arrêt du réacteur, de sorte que, si l'un ou l'autre relais déclenche, le réacteur s'arrête.
La constante de temps de l'amplificateur à courant continue est déter- minée par un condensateur Cl connecté entre la grille d'entrée et la cathode de V4.
L'alimentation de la grille écran de V1, qui est stabilisée séparément, est omise pour la clarté du dessin.
L'amplificateur comprend aussi un oscillateur 5 représenté schémati- quement et comprenant un oscillateur classique à triode avec accord de grille et couplage de cathode fonctionnant à 30 Kc/s. Cet oscillateur est couplé par trans- formateur à un potentiomètre dont une sortie réglable d'une amplitude maximum d' environ 5 volts eff. peut être appliquée via C7 à la ligne de polarisation THT de 600 volts. Cette ligne est alimentée par une source THT classique, par l'intermé- diaire d'une résistance R26.
Dans des conditions de fonctionnement typiques, la capacité entre élec- trodes de la chambre d'ionisation peut être d'environ 40 pfd, tandis que la capa- cité de chacun des conducteurs 3 et 4 est de 2.000 pfd. La tension alternative apparaissant à la grille de V1 vaut donc environ 40/3.000 de la tension appliquée à l'électrode 2 (pour C1 = 1. 000 pfd), et la tension alternative appliquée à la ligne de 600 volts est réglée de façon que la tension d'entrée appliquée à Vl soit d'environ 30 mV. La sortie dé l'oscillateur est évidemment atténuée ¯par la capaci- té du conducteur 4. Les tubes V1 et V2 de l'amplificateur continu sont aussi uti- lisés en amplificateur alternatif pour le signal de 30 KC/s.
A cet effet, une résistance R7 est incluse dans le circuit anodique de V2, et une connexion alterna- tive de contre-réaction, comprenant le condensateur C3 et la résistance R4 en sé- rie, est établie entre l'anode de V2 et la cathode V1 dont le conducteur contient une résistance R3 de façon à stabiliser le gain en courant alternatif à environ 330. La résistance R5 est découplée par le condensateur C2 à l'effet de réduire les atténuations sur la grille de V2 dues à la capacité répartie.De cette manière, un signal alternatif d'environ 10 volts est produit sur l'anode de V2. Afin d'ar- rêter le signal alternatif au-delà de V2, les cathodes de V2 et de V3 sont décou- plées à la terre par un condensateur C4.
Toute tendance à l'instabilité est rédui-. te par la mise en parallèle d'un condensateur C8 sur la résistance R11 et en pré- voyant une contre-réaction alternative entre la cathode de V4 et la grille de V3 via un condensateur C9.
Le signal alternatif de 10 volts provenant de V2 est appliqué, via un condensateur C5, à un circuit redresseur à diodes comprenant les diodes D3 et D4, le condensateur C6 et la résistance R19. La tension redressée de -10 volts pro- duite aux bornes de C6, moins une polarisation positive de 5 volts produite aux bornes de R17 qui constitue, avec R18, un potentiomètre entre HT+ et la terre, est appliquée à la grille de suppression d'une penthode V5 qui est connectée dans un circuit de coupure du type décrit dans le brevet belge n 560.084 . La plage de travail de la grille de suppression V5 est étroite et le courant anodique est normalement coupé par la tension résultante d'environ - 5 volts apparaissant sur la grille de suppression.
Le potentiel de la grille de commande est déterminé par un potentiomètre composé de la résistance anodique R20 et des résistances R23 et R24 connectées entre l'anode et ET-9 et le courant cathodique passe dans la gril- le-écran, le courant étant limité par un relais RL3 et une résistance R22 connec- tés dans le circuit-écran; RL3 est donc normalement excité. Si, cependant, la polarisation négative dérivée du signal alternatif disparaît, l'anode de V5 lais- se passer le courant, le potentiel de la grille de commande tombe et RL3 est désex- citéo Les contacts de RL3 peuvent aussi être connectés en série avec le circuit d'arrêt du réacteur, ou bien ils peuvent actionner un circuit indépendant d'indica- tion des défauts.
La polarisation dérivée du signal alternatif diminuerait consi- dérablement ou disparaîtrait même si les connexions vers les électrodes de polari- sation ou collectrice de la chambre d'ionisation étaient partiellement ou complète-
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ment interrompues ou bien court-circuitées vers la terreo
A titre de précaution supplémentaire l'extrémité inférieure de R17 n'est pas mise directement à la terre, mais bien par l'intermédiaire de la tresse extérieure des conducteurs 3 et 4. La tresse n'est mise à la terre pu'à l'extrémi- té côté amplificateur du conducteur 3. Par conséquent, une coupure dans la tresse ou une non mise à la terre provoque aussi la désexcitation de RL3.
La résistance anodique R20 est reliée à la ligne de THT à 600 volts plutôt qu'à ET+, de sorte que la mise hors service de l'alimentation THT provoque aussi la désexcitation de RL3.
Une résistance de feedback R25 réunit les cathodes de V5 et de V1, et remplit le rôle suivant. Quand V2 fonctionne normalement avec un courant d'en- trée important, de façon que le circuit soit près de la coupure, V2 a tendance à se mettre au cut-off et le gain en oourant alternatif de V1 et de V2 est donc réduit malgré le feedback qui les relieo Il s'ensuit une polarisation négative plus faible sur la grille de suppression de V5 qui tend donc à provoquer la coupu- re. Quand V5 se coupe,le courant pris par celui-ci est réduit et la haute ten- sion tend à monter légèrement, ce qui augmente le gain de Vl et de V2, et V5 est remis au out-off. Le relais RL3 a donc tendance à osciller dans les environs de la coupure.
La connexion de feedback entre V5 et V1 a pour effet que, lorsque V5 se coupe et que son potentiel de cathode diminue, il en soit de même du potentiel de cathode de V1 avec, comme résultat, une réduction sensible du gain en courant alternatif de V1 et V2 et, par conséquent, la suppression des tendances à l'osoil- lation de RL3.
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